高層建筑節(jié)能與建筑設計的淺析

文/劉紅芳 無錫世茂房地產(chǎn)開發(fā)建設有限公司 江蘇無錫 214000

高層建筑節(jié)能與建筑設計的淺析

文/劉紅芳 無錫世茂房地產(chǎn)開發(fā)建設有限公司 江蘇無錫 214000

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，高層建筑的節(jié)能設計在節(jié)約資源的同時，還能改善居民的居住環(huán)境，從而有利于人們的身心健康發(fā)展。本文對當前高層建筑節(jié)能和建筑設計存在的問題進行淺述，并提出了節(jié)能措施。

高層建筑；建筑節(jié)能；建筑設計；實施

引言：

當今社會中，建筑業(yè)應屬能源消耗的領頭者，因此，在能源供求矛盾不斷升級的今天，如何解決高層建筑節(jié)能問題已經(jīng)成為了頭等大事。在高層建筑設計中應充分考慮建筑的節(jié)能問題，創(chuàng)新節(jié)能措施，為建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展做出貢獻。對高層建筑的節(jié)能設計也意味著新型節(jié)能材料的開發(fā)和節(jié)能設備的使用，其更能有效地促進經(jīng)濟的發(fā)展和進步。

1.高層建筑節(jié)能與建筑設計的問題

1.1 高層建筑能耗高。我國建筑業(yè)的能耗占能耗總量的1/4以上，其中高層建筑耗能要高出6～8倍，高耗能、低效率的問題普遍存在于整個建筑業(yè)中。

1.2 能耗監(jiān)測設備不完善。高層建筑的相關氣候參數(shù)會由于建筑高度的不同而產(chǎn)生差異，因此高層建筑的高耗能也是一個不爭的事實，當建筑高度高于100米后，只有太陽輻射是基本不變的，除此之外的所有氣象參數(shù)都會發(fā)生很大的變化。據(jù)氣象有關部門資料顯示，地面的風速主要取自地面高度10米處的地方，如果地面的風速是2米/秒，那么按照風速指數(shù)規(guī)律計算得出，在100米的高空處，風速將會達到3米/秒，溫度隨高度的升高而會有明顯的降低，一般情況下，每升高100米，溫度會降低0.6～1.0℃，這個變化也就意味著建筑會移到一個2級氣候區(qū)。目前國內(nèi)的建筑能耗模擬軟件均不能體現(xiàn)出高度對氣象參數(shù)的具體影響，更不能反映建筑因高度的變化而對表面熱交換能力的影響，這也就意味著無法準確地計算建筑物的能量消耗，所以節(jié)能設計便成為空談。另外，目前能耗模擬設備的計算能力所限，高層建筑中的計算對象規(guī)模遠遠超出了設備的計算能力。

1.3 高層建筑節(jié)能的標準還存在一定的局限性。建筑節(jié)能設計標準所能約束的節(jié)能技術并不能完全適用于高層建筑，例如，高層建筑無法應用標準中的遮陽、通風等技術規(guī)定，節(jié)能標準是根據(jù)整個建筑進行制定的。目前，我國建筑節(jié)能設計執(zhí)行《公共建筑節(jié)能設計標準》，該規(guī)定并不能滿足現(xiàn)今高層建筑的新技術問題，若強行執(zhí)行標準，那么建筑節(jié)能設計的技術將會存在很大程度上的不足。

1.4 高層建筑節(jié)能和建筑設計的制定考慮不足。高層建筑節(jié)能和建筑設計只局限于建筑節(jié)能目標的50%，這種設計并不符合國家的長遠發(fā)展要求。對某一建筑制作節(jié)能設計時，應綜合考慮當?shù)丶夹g能力、經(jīng)濟能力，并結合國家建筑節(jié)能長遠的發(fā)展要求，進而制定出具有可行性高的節(jié)能設計，此節(jié)能設計才能充分體現(xiàn)出建筑行業(yè)的進步。

對于上述高層建筑的節(jié)能問題，已經(jīng)引起了國內(nèi)外建筑界的關注，僅憑國內(nèi)的設計能力無法解決，目前，有大量的外國建筑公司介入國內(nèi)的重大項目的節(jié)能設計計劃，但是外國建筑公司制作的節(jié)能設計由于沒有考慮氣候資源、技術能力、經(jīng)濟水平等，導致建筑建好后存在很多的隱患。

2. 高層建筑節(jié)能與建筑設計的實施

2.1 建筑位置和朝向的節(jié)能設計。根據(jù)調(diào)查資料顯示，高層建筑中有三分之一的電力消耗用于照明，而太陽巨大的能量棄之可惜，所以更多地采用自然光將會使電力消耗降低換，陽光對人的身體有很大益處，采取自然采光的方式是實現(xiàn)節(jié)能目標的重要途徑之一。在進行建筑設計時，應使建筑盡可能多的接受到太陽光，也就是說，設計的關鍵是應用日照的原理，合理確定好建筑位置及朝向，建筑的方位與節(jié)能有著直接的關系，我們可以根據(jù)太陽的高度角做出日影響圖，以此確定冬季的日照時間，對于寒冷的地區(qū)，我們要用太陽光線來減少熱損失，從而使室內(nèi)溫度盡可能的舒適，綜上所述，建筑在采光充足的條件下，東北向窗盡可能小而南向的開窗面積要盡可能大點。

2.2 建筑物外圍的節(jié)能設計。建筑物的外圍主體是墻體，高層建筑的墻體是剪刀墻結構，承重或鋼筋混凝土框架。建筑對熱量的消耗與保溫材料的性能有直接關系，高效輕質(zhì)的保溫材料更能使高層建筑物達到保溫、隔熱的效果。由于單一的保溫材料的保溫效果并不理想，所以目前更多的是應用高效保溫材料和承重材料組成的復合墻體進行保溫隔熱，外保溫復合墻體已經(jīng)成為未來建筑節(jié)能方面發(fā)展的主流。

2.3 外窗節(jié)能設計。外門窗的能耗占建筑總能耗的比例較大，而且它是建筑能耗散失最薄弱的部位。建筑節(jié)能中合理的通風設計會大大降低空調(diào)的使用率，進而可以達到節(jié)約資源的目的，有效的利用自然通風對建筑節(jié)能有相當大的意義。高層建筑的風壓較高，這會使門窗的開啟難度大大增加，在建筑節(jié)能設計中需綜合考慮各方面因素，合理設置門窗的開啟方式，從而能夠確保在任何情況下都擁有良好的通風效果。

控制住宅窗墻的比例，盡量提高外門窗的氣密性和本身的傳熱量，提高保溫性能，減小建筑外門窗洞口的面積，減少冷風的滲透。合理利用雙層玻璃窗，其有很好的保溫節(jié)能作用，對窗型應通過設置空氣間層從而提高窗玻的保溫能力。建筑內(nèi)外空氣的交換主要通過門窗進行，房間的氣密程度是影響換氣次數(shù)的主要因素，縫隙越小滲透量越小，換氣次數(shù)少，也就是說能耗越少。雙層玻璃窗的外窗和內(nèi)窗間隔5厘米左右，中間的空隙可以儲備一定的熱量，給實現(xiàn)節(jié)能目的創(chuàng)造了有利的條件。

2.4 房頂?shù)墓?jié)能設計。目前，屋頂?shù)谋睾头浪O計是獨立的個體，具有單一性。對于建筑的屋頂可以用性能穩(wěn)定、輕質(zhì)且高強的保溫材料做保溫層，其不吸水，而且還可以長久應用，若在它的上面加上混凝土，還可以防止其干燥和老化。聚酯彈性體、噴涂聚氨酯硬泡屋面保溫防水一體化技術也能起到保溫、隔熱、防水一體化的效果。

3.結語

高層建筑在城市節(jié)地、提升城市形象、拉動社會投資、擴大旅游和商貿(mào)活動等方面有其獨特作用，普通建筑與之相差甚遠，因此近年來我國經(jīng)濟實力雄厚的地區(qū)竣工、在建和擬建的超高層建筑如雨后春筍，高層建筑節(jié)能對國家來說是緩解能源緊缺的大事，是一項系統(tǒng)的龐大工程，涉及范圍比較廣泛。近年來高層建筑的大量興建，如何加大高層建筑節(jié)能已成為當務之急。我們只有齊心協(xié)力，才能將大力推廣節(jié)能建筑這項造福子孫后代的事業(yè)做好。

[1]閆海仙.工業(yè)建筑節(jié)能研究[D].太原理工大學,2012.

[2]袁海生.高層建筑節(jié)能設計探討.江西建材，2012,(02).

[3]劉斌.建筑設計中的建筑節(jié)能措施淺析.中國房地產(chǎn)業(yè),2015,(07).